有機化學(xué)講座

有機化學(xué)講座1第1頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六有機化學(xué)§1緒論

§2有機化合物的命名§3有機化合物的性質(zhì)與制備2第2頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六§1緒論

20世紀初，隨著量子化學(xué)、相對論等物理理論產(chǎn)生，人們對微觀有了更為確切的認識，從而促進了化學(xué)理論、特別是有機化學(xué)理論的深刻變革，并使之初步形成了以實驗為基礎(chǔ)的統(tǒng)一理論體系。

3第3頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六量子化學(xué)量子化學(xué)是理論化學(xué)的一個分支學(xué)科，是應(yīng)用量子力學(xué)的基本原理和方法，研究化學(xué)問題的一門基礎(chǔ)科學(xué)量子化學(xué)的研究范圍包括穩(wěn)定和不穩(wěn)定分子的結(jié)構(gòu)、性能，及其結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系；分子與分子之間的相互作用；分子與分子之間的相互碰撞和相互反應(yīng)等問題。4第4頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六§1.1有機化合物和有機化學(xué)

1828年Wohler（魏勒）：在實驗室將無機物轉(zhuǎn)變成有機物KOCN+（NH4)2SO4→NH4OCN+NH2CONH2一、定義把碳、氫化合物及其衍生物稱為有機化合物。把研究碳、氫化合物及其衍生物的科學(xué)稱為有機化學(xué)。5第5頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六二、有機化學(xué)的基本內(nèi)容結(jié)構(gòu)命名制備應(yīng)用物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)官能團之間的相互轉(zhuǎn)化在此基礎(chǔ)之建立起來的規(guī)律和理論6第6頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六1、種類多2230萬種（1999，12），有機物占90%2、異構(gòu)現(xiàn)象普遍，分子組成復(fù)雜3、大多數(shù)容易燃燒4、難溶于水5、熔點低，≤4006、反應(yīng)速度慢，副反應(yīng)多§1.2有機化合物的特點、分類一、特點7第7頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六二、有機化合物的分類按碳架分類開鏈化合物(脂肪族)碳環(huán)化合物雜環(huán)化合物脂環(huán)族芳香族8第8頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六9第9頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六有機化合物的分類按官能分類烷烴、烯烴、炔烴、環(huán)烷烴、芳香烴、鹵代烴、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物、胺、雜環(huán)化合物等10第10頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六11第11頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六§1.3有機化合物結(jié)構(gòu)的測定

一、分離提純：重結(jié)晶、升華、蒸餾、層析、離子交換二、元素分析三、結(jié)構(gòu)分析12第12頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六四譜紫外光譜（UV）

檢測：共軛烯烴、共軛羰基化合物及芳香化合物。

nm隨共軛體系的增長，吸收向長波方向位移，吸收強度也隨之增大。CH2=CH-CH=CH2

max=217nm（21000）

CH2=CH-CH=CH-CH=CH2

max=258nm（35000）258nm13第13頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六

*n*

max=217nm(16000)

max=321nm(20)

max=229.5nm(11090)

max=310nm(42)

14第14頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六紅外光譜（IR）-----鑒別官能團,指出化合物的類別.15第15頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六16第16頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六核磁共振（NMR）---1HNMR

:指出化合物中H的種類與數(shù)目.（增大）（減小）:化學(xué)位移（ppm)17第17頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六18第18頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六H/ppm

CH3CH2I值小，屏蔽作用大；值大，屏蔽作用??；19第19頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六質(zhì)譜（MS）:

給出分子量及部分碳架結(jié)構(gòu)20第20頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六§1.4有機化合物結(jié)構(gòu)的表示方法

凱庫勒：展開式縮寫式

鍵線式：21第21頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六§1.5有機化合物結(jié)構(gòu)理論

一、經(jīng)典結(jié)構(gòu)理論1．碳是四價（CH4CH2=CH2CH≡CHCH3CH2OH）2．碳四面體構(gòu)造學(xué)說

22第22頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六要點：1.共價鍵是兩個原子軌道相互重疊的結(jié)果；2.成鍵電子定域于成鍵原子之間；3.共價鍵具有飽和性；4.共價鍵具有方向性價鍵理論二、近代結(jié)構(gòu)理論23第23頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六氫原子原子軌道重疊氫分子氫分子的形成24第24頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六σ鍵

π鍵

雜化25第25頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六26第26頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六要點：1.成鍵電子的運動不是局限于兩個成鍵原子之間，而是在整個分子的區(qū)域內(nèi)；2.分子中價電子的運動狀態(tài)用分子軌道描述3.分子中的電子根據(jù)能量最低原理、保里原理和洪特規(guī)則填充在分子軌道上；4.決定分子化學(xué)性質(zhì)的主要是原子的價電子分子軌道理論27第27頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六2、分子軌道理論（MO）

28第28頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六能量φ1sφ1s原子軌道Ψ1s=φa+φb成鍵軌道Ψ1s=φa-φb反鍵軌道氫分子的軌道和軌道能級圖σ1s*σ1s29第29頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六三、共價鍵參數(shù)

鍵能、鍵角、鍵長、鍵矩（衡量鍵極性的物理量）30第30頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六§1.6有機化合物結(jié)構(gòu)與物理、化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系

一、分子間作用力的類型偶極—偶極作用力：極性分子間，永久性。色散力（范德華力）：瞬時偶極氫鍵：H與F、O、N存在的靜電吸引力。

二、分子間作用力對物理性質(zhì)的影響

1、對b.p的影響

31第31頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六⑴若其他條件相同，極性不同，則極性大，b.p高

⑵其他條件相同，分子體積越大，b.p高。（色散力大）（CH3）4C9.5℃CH3(CH2)3CH336.1℃⑶其他條件相同，分子量越大，b.p高。（色散力大）CH3CH2CH2Cl47℃CH3CH2Cl24.5℃⑷分子間存在氫鍵，則b.p升高；分子內(nèi)存在氫鍵，則b.p降低。CH3CH2OH73.32℃CH3OCH3－24.9℃32第32頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六2、對m.p的影響:分子間作用力的影響情況與b.p相同。分子對稱性高，則m.p高。3、對溶解度的影響：相似相容原理

三、分子結(jié)構(gòu)對化學(xué)性質(zhì)的影響

共價鍵的類型：極性，可極化度官能團的種類及位置分子中存在的張力效應(yīng)：角張力，非鍵張力…電子效應(yīng)：誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)空間效應(yīng)：反應(yīng)活性中心的位置化學(xué)性質(zhì)？33第33頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六

角張力非鍵張力誘導(dǎo)效應(yīng)共軛效應(yīng)34第34頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六§1.7有機反應(yīng)和機理

一、有機反應(yīng)的類型1、按鍵的裂分：自由基反應(yīng)；離子型反應(yīng)均裂反應(yīng)：異裂反應(yīng)：

2、按反應(yīng)機理：協(xié)同反應(yīng)；非協(xié)同反應(yīng)3、按反應(yīng)物與產(chǎn)物：取代、消除、加成、氧化還原、重排

35第35頁，共38頁，2023年，2月20日，星期六

三、有機反應(yīng)機理的基本理論

1、碰撞理論2、過渡態(tài)（transitionstate）理論：活化能、反應(yīng)熱A+BC→[A…B…C]≠→AB+C始態(tài)過渡態(tài)Ts終態(tài)3、哈蒙特（Hammond）假說

二、反應(yīng)機理協(xié)同反應(yīng)；非協(xié)同反應(yīng)

取代、消除、加成、氧化還原、重排36第36頁，共38